了解阿克曼转向原理的作用

上次解答了儿子《棕色和褐色的区别及联系》、《为什么空调能制冷和滴水？》这两个问题，最近拼装了一辆工程车，涉及到了基于阿克曼原理的四轮转向装置，用我们外行的观点来看，就是前后轮转动角度是相反的，但其中很有学问，

根据前后轮不同的转动形式，可以分为几类，

1. 仅前轮转向，后轮角度不变。
2. 前后轮均可转向。
3. (1) 前后轮角度相反，(2) 前后轮角度相同，这种模式可以实现全向运动。

阿克曼转向几何(Ackermann steering geometry)是一种为了解决交通工具转弯时，内外转向轮路径指向的圆心不同的几何学。这个想法是由德国车辆工程师“Lankensperger”于1817年提出的，之后由他的英国代理商Rudolph Ackermann于1818年提出专利。

根据阿克曼转向几何设计的车辆，沿着弯道转弯时，利用四连杆的相等曲柄使内侧轮的转向角比外侧轮大大约2~4度，使四个轮子路径的圆心大致上交会于后轴的延长线上瞬时转向中心，让车辆可以顺畅的转弯，

阿克曼基本原理告诉我们，汽车在行驶过程中(直线和转弯时候)，每个车轮的运动估计必须符合他的自然运动轨迹，从而保证轮胎与地面始终处于纯滚动。汽车的转向过程就是阿克曼转向，同样他是是移动机器人的一种运动模式，

通过视频来了解一下，

转向特性的特点：

1.汽车直线行驶时，4个车轮的轴线都互相平行，而且垂直于汽车纵向中心面。

2.汽车在转向行驶过程中，全部车轮都必须绕一个瞬时中心点做圆周滚动。

这是阿克曼核心公式，

其中，

B(贝塔) - 汽车前外轮转角。

a(阿尔法) - 汽车前内轮转角。

K - 两主销中心距

L - 轴距

可以更形象地看，

如果再深入些，这是证明过程，我看不懂了，达人自取，

关于阿克曼原理，其实还可以有更多深入的知识，基于阿克曼转向的机构设计，以及考虑轮胎侧偏对阿克曼转向角进行调整修正，这些就让孩子未来有机会自己探索了。